本项目是一套三电极体系电流测量系统,面向电化学检测类应用。三电极包括工作电极、对电极和参比电极:工作电极是重点,发生化学反应;对电极用于与工作电极构成电子传输回路,便于检测;参比电极用来提供一个稳定的电位。
系统包含两个回路。一个是由工作电极和参比电极构成的回路,施加一个恒电压到工作电极以驱动化学反应发生;另一个是工作电极和对电极构成的回路,工作电极上发生化学反应产生电流,需要测量的就是这个回路的电流。
设计指标包括:恒电位模块能提供 0-1V 的电压,分辨率 1mV;测量 0-100μA 的电流,分辨率 0.1μA;等待时间 5s。测量结果通过蓝牙或 NFC 传输到手机。前端电极连接处采用薄膜电极,三个电极之间的间隔为 4mm。
恒电位电路是系统核心,需要保证参比电极输入端几乎不汲取电流,同时具备足够的稳定性与抗振荡设计。电流测量部分则要在 μA 级分辨率下控制噪声与漏电流,PCB 上需做好保护环与绝缘处理。
交付内容包括恒电位与电流采集硬件、固件、蓝牙或 NFC 通信协议、手机端数据接收说明、电极连接结构建议与测试记录,适用于电化学传感器、便携式检测仪器和科研实验装置开发。
薄膜电极的三电极间距为 4mm,结构紧凑,这意味着参比电极与工作电极之间的溶液电阻较小,有利于恒电位控制的稳定性,但也对电极加工一致性提出要求。我们会在测试阶段用标准溶液或等效电路验证恒电位精度与电流分辨率,再交付给客户做化学验证。
蓝牙或 NFC 传输到手机的方案适合便携式检测场景,上位机端可以提供实时电流曲线、测量结果记录与导出。若后续需要更高的数据管理能力,也可以把数据同步到后台,形成检测报告与历史记录。
关于等待时间,5s 的设定是为了让电化学反应在施加恒电位后趋于稳定再读数。实际项目中这个值可能需要根据不同反应体系调整,我们会把它做成可配置参数,并支持在测试阶段对比不同等待时间下的读数稳定性。
若后续要换成厚膜或丝网印刷电极,只需调整恒电位与采样参数,硬件可基本复用。
